Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Ионоселективные электроды



 Другие рефераты
Инертные газы Обучение населения по ГО Общевоинские уставы ВСРФ Искусственные и синтетические волокна

МИНИСТЕРСТОВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

                   ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

                            Химический факультет
                          кафедра физической химии



                                   РЕФЕРАТ

                          Ионоселективные электроды



                                                                   выполнил:


                                                             студент 2 курса

                                                                    4 группы
                                                              Юденко Валерий

                                                                   проверил:
                                             Введенский Александр Викторович



                                Воронеж 2000
                                 Содержание

Введение    3
История создания ионоселективных электродов  4
Ионоселективные электроды    4
       Электроды с твердыми мембранами  4
             Лантанфторидный электрод   4
             Сульфидсеребряные электроды     5
             Галогенсеребряные и некоторые другие электроды на основе
серебра     6
             Электроды на основе сульфидов некоторых двузарядных металлов
7
             Стеклянные электроды 7
       Электроды с жидкими мембранами   8
              Электроды на основе жидких катионитов      9
              Электроды на основе жидких анионитов       9
              Нитрат - селективный электрод  10
        Газовые электроды    11
        Энзимные электроды   12
Заключение  13
Литература  14



      Введение
     Для определения состава и свойств различных  соединений  и  растворов
используются химические, физические и физико-химические методы анализа.  В
некоторых  случаях  появляется   необходимость   определять   концентрацию
различных ионов в растворе.  Целью  данной  работы  является  рассмотрение
ионоселективных  электродов:  их   разнообразие,   изготовление,   принцип
действия, область применения данных электродов, а  также  более  подробное
рассмотрение свойств мембранного электрода, его особенности.



         История ионоселективных электродов
     Ионометрия в настоящее время представляет  собой  достаточно  широкую
область науки и техники  и играет не  мало  важную  роль  в  аналитической
химии. Основная задача ионометрии - изучение и разработка различного  рода
ионоселективных электродов.
     История  развития  мембранных  электродов  связана  с  исследованиями
физиологических  процессов.  В  середине  ХIХ  века  физиологи  обнаружили
возникновение между отдельными частицами организмов разности электрических
потенциалов. Для понимая действия сложных биологических мембран химиками в
конце ХIХ были созданы простейшие модели мембран.
     В 1890 году Оствальд воспользовался понятием полупроницаемой мембраны
для  создания  модели  биологической  мембраны  и  показал,  что  значение
разности потенциалов в такой мембране можно считать  предельным  в  случае
жидкостного потенциала, когда подвижность одного из ионов равна нулю.
     В начале ХХ столетия была обнаружена способность стеклянной  мембраны
реагировать на изменение  концентрации  ионов  водорода.  Первые  основные
исследования потенциалов стеклянных мембран проведены Кремером и  Габером.
Ими же созданы  и  первые  прототипы  стеклянных  и  других  электродов  с
твердыми и жидкими мембранами.
      Первые  стеклянные  электроды  для  практического  измерения  рН   в
растворах  были  предложены  в  20-х  годах  Юзом,  Долом  и  Мак-Иннесом,
Никольским и Шульцем. В  50-х   годах  появились  стеклянные  электроды  с
функциями ионов щелочных  металлов,  их  которых  наибольшее  практическое
значение имеет натриевый стеклянный электрод.
     Жидкие  мембраны,  содержащие  растворенный  ионит,  впервые  изучали
Соллнер  и  Шин.  Однако  у   этих   мембран   отсутствовала   достаточная
селективность по отношению к какому-либо определенному иону. [2]


           Ионоселективные электроды
     Ионоселективным электродом называется индикаторный или  измерительный
электрод с относительно высокой специфичностью к отдельному иону или  типу
ионов.
      Ионселективные  электроды  имеют  следующие  достоинства:   они   не
оказывают воздействия на исследуемый раствор; портативны; пригодны как для
прямых определений, так и в качестве индикаторов в титриметрии. [3]

      В  зависимости  от  типа  мембраны  ионселективные  электроды  можно
разделить на следующие группы:
 . твердые электроды - гомогенные, гетерогенные,  на  основе  ионообменных
   смол, стекол, осадков, моно- и поликристаллов;
 . жидкостные электроды на основе жидких  ионитов  хелатов  -  нейтральные
   переносчики, биологически активных веществ;
 . газовые и энзимные электроды
          Электроды с твердыми мембранами
      Мембраны  данного  вида  электродов  представляют  собой  моно-  или
поликристаллы труднорастворимых в воде солей. В этих мембранах обычно один
из двух составляющих соль ионов способен под действием электрического поля
перемещаться в кристаллической решетке по  ее  дефектам.  Примерами  могут
служить мембраны из солей галогенидов  серебра,  которые  обладают  ионной
проводимостью, осуществляемой ионами серебра. Поведение  этих  мембран,  в
простейших случаях, идентично поведению соответствующих электродов второго
рода (хлорсеребряного и каломельного). Тонкая пластинка из  монокристалла,
например, хлорида серебра, может быть мембраной  электрода,  обратимой  по
отношению к иону Cl-, который закреплен в кристаллической решетке. В то же
время такой электрод обладает и катионной Ag+-функцией за счет постоянства
произведения растворимости ПРAgCl.
     Кристаллические мембраны  отличаются  очень  высокой  селективностью,
превышающей   селективность   жидкостных   электродов   (с   ионообменными
веществами) на несколько порядков.  Это связано с тем, что селективность у
твердых  кристаллических  мембранных  электродов   достигается   за   счет
вакансионного механизма переноса заряда, при котором вакансии  заполняются
только  определенным  подвижным  ионом  (Ag+),  так  как  форма,   размер,
распределение   заряда   вакансии   соответствуют   только   определенному
подвижному  иону.    К   электродам   с   твердой   мембраной   относятся:
лантанфторидный электрод, сульфидсеребряные  электроды,  галогенсеребряные
электроды,  электроды  на  основе  сульфидов   (халькогенидов)   некоторых
двузарядных ионов металлов, стеклянные электроды.
     Наиболее совершенным и высокоселективным электродом для определения F-
ионов  является  монокристаллический  лантанфторидный  электрод.  У  этого
электрода F--функция сохраняется до концентрации ионов F- ~  10-5—10-7  М,
т.е. значительно  меньшей,  чем  рассчитанная  из  литературных  данных  о
растворимости фторида лантана. Это  свойственно  и  другим  электродам  на
основе  моно-  и  поликристаллов.  Потенциал  LaF3-электрода   подчиняется
уравнению Нернста в интервале концентраций 100-10-6 М.. Селективность LaF3-
электрода в присутствии многих других анионов может быть  охарактеризована
возможностью определения активности ионов F- при  более  чем  1000-кратных
избытках галоген-ионов, NO3- PO43-, HCO3- и  других  анионов.  Существенно
мешают определению аF- только катионы, дающие комплексы с фторидами (Al3+,
Fe3+, Ce4+, Li+,  Th4+)  и  анионы  OH-.  Как  и  для  всякого  электрода,
поверхность  лантанфторидного  электрода  может  изменяться  в  результате
реакций  с  веществам  исследуемого  раствора.  Например,   в   растворах,
содержащих карбоксильные кислоты поверхность электрода и,  соответственно,
потенциал изменяются, за счет образования смешанных солей фторида и аниона
карбоксильных  кислот  (поверхность  можно   вернуть   к   первоначальному
состоянию, после выдерживания электрода  в  буферном  и  чистом  растворах
фторида натрия). Потенциал в концентрированных  растворах  устанавливается
менее чем за 0,5 с, а при низких концентрациях - до  3  мин.  Стабильность
потенциала F--электрода достаточна для длительной работы без периодических
калибровок (изменение потенциала  примерно  ±2  мВ  в  неделю).  Применяют
лантанфторидный  электрод  для  определения  произведений   растворимости,
определение ионов F- в различных жидких средах и  твердых  веществах,  для
анализа биологических  материалов,  сточных  вод,  минеральных  удобрений,
фармацевтических средств.
      Сульфидсеребряные  электроды  -   этот   вид   электродов   является
универсальным, с одной стороны Ag2S  является  основой  одного  из  первых
гомогенных  кристаллических  электродов  с  высокой  избирательностью   по
отношению  к  ионам   Ag+  и  S2-,  с  другой  стороны  -  Ag2S   оказался
превосходной инертной матрицей для кристаллических галогенидов  серебра  и
многих сульфидов двузарядных металлов.  Ag2S-электрод  в  растворах  AgNO3
обладает полной Ag+-функцией в  интервале  концентраций  100-10-7  М  Ag+.
Нижний концентрированный предел обусловлен нестабильностью  растворов  при
концентрации  ниже  10-7  М  Ag+.  Однако  можно  измерить  очень   низкие
концентрации свободных ионов  Ag+  в  присутствии  комплексообразователей,
которые создают буферность раствора относительно  измеряемого  иона.  S2--
функция экспериментально выполняется в интервале  от  10-2  до  10-7  М  в
сильнощелочных  сульфидных  растворах.   На   потенциал   рассматриваемого
электрода влияют  Hg2+  и  CN-  ионы.  Влияние  ионов  CN-     обусловлено
реакцией:
                       6CN- + Ag2S = S2- + 2Ag(CN)32-
В обычной  конструкции  ионселективного  электрода  с  твердой  мембранной
внутренняя поверхность  мембраны  контактирует  со  стандартным  раствором
электролита,  в  который  погружен  вспомогательный  электрод,   создающий
обратимый переход от  ионной  проводимости  в  электролите  к  электронной
проводимости в металлическо
1234
скачать работу


 Другие рефераты
Сила трения. Коэффициент трения скольжения
Организационно-техническое обеспечение логистической системы
Оперативное запоминающее устройство
Модель файловой системы FAT


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ